JP2004016268A

JP2004016268A - Ultrasonic diagnostic equipment, ultrasonic probe, and method for providing navigation information in ultrasonography

Info

Publication number: JP2004016268A
Application number: JP2002171367A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takeuchi; 武内　俊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: CN1494873A; JP4088104B2; US7074185B2; US20040019270A1; US8241215B2; US20060100521A1; CN100525710C

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrasonic diagnostic equipment and an ultrasonic probe which can easily and properly be operated by a medical doctor, an engineer who is not a specialist or who does not have much experience and to provide a method for providing navigation information in ultrasonography. <P>SOLUTION: A previously obtained reference image 42, an ultrasonic image 41 photographed presently and positional information 44 showing a relation between a position of the ultrasonic probe in transmission and reception of ultrasonic waves for generating the reference image 42 and a present position of the ultrasonic probe are displayed in a display section as navigation information.A moving position of the ultrasonic probe for obtaining a next diagnostic image is displayed on a display section as movement information 46. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば医療等に用いられる超音波診断装置、超音波プローブ、及び超音波診断におけるナビゲーション情報提供方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波画像診断装置は、超音波を使用した無侵襲検査法により組織の断層像を表示するものである。この超音波画像診断装置は、臨床の場においても実用性が高く、例えば、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られる。また、Ｘ線等を使用しないため、被曝の心配がなく繰り返して検査が行える。さらに、システムの規模がＸ線、ＣＴ、ＭＲＩなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドヘ移動して検査することも可能であり、さらに小型化された超音波診断装置も開発されている。
【０００３】
ところで、一般に、医療機器の操作には、高度な技術と知識が必要である。従って、医療機器は、特定の専門医師や技師のみによって操作される場合が多い。しかし、近年の技術進歩により、医療機器は専門外又は経験の浅い医師や技師も操作可能なものとなりつつある。また、超音波診断装置の上述の特性から、将来的には、遠隔医療や在宅医療等において、患者が自分で超音波診断装置を操作することも考えられる。
【０００４】
しかしながら、従来の超音波装置により好適な診断画像を撮影するためには、超音波画像の読影能力、解剖学的把握力等が必要である。従って、専門外若しくは経験の浅い医師や技師、又は患者等にとっては操作が容易でなく、好適な診断画像を撮影することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、専門外若しくは経験の浅い医師や技師等であっても、容易かつ適切に操作することができる超音波診断装置、超音波プローブ、及び超音波診断におけるナビゲーション情報提供方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【０００７】
本発明の第１の視点は、被検体に対し超音波を送信し、当該被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブの位置情報を検出する位置検出手段と、前記受信した反射波に基づいて、超音波画像を生成する画像生成手段と、参照画像と前記参照画像に複数の参照位置情報をナビゲーション情報として記憶する記憶手段と、前記超音波画像と前記参照画像を同時に表示する手段と、前記位置情報及び前記参照位置情報に基づいて、操作支援情報を提供する情報提供手段とを具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００８】
本発明の第２の視点は、超音波診断装置に接続され、被検体に対し超音波を送信し、当該被検体からの反射波を受信するための超音波プローブであって、前記超音波装置からの制御に従って、所望の超音波画像を取得するための当該超音波プローブの移動方向又は移動位置を表示する表示手段を具備することを特徴とする超音波プローブである。
【０００９】
本発明の第３の視点は、超音波によって被検体内部を走査し、超音波画像を生成するステップと、前記超音波プローブの位置を検出するステップと、前記超音波画像と、当該超音波画像を生成するための前記走査時における前記超音波プローブの前記位置情報とを、同時に表示するステップと、超音波画像を撮影する場合、超音波画像を撮影する場合に参照される参照画像と当該参照画像と対応付けられた超音波プローブの位置参照情報とを含むナビゲーション情報と、前記位置検出手段が検出する位置情報とに基づいて、前記超音波プローブの位置制御に関するナビゲーションを行うステップとを具備することを特徴とする超音波診断におけるナビゲーション情報提供方法である。
【００１０】
このような構成によれば、専門外若しくは経験の浅い医師や技師等であっても、容易かつ適切に操作することができる超音波診断装置、超音波プローブ、及び超音波診断におけるナビゲーション情報提供方法を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態〜第３実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０の概略構成を示したブロック図である。同図に示すように、超音波診断装置１０は、超音波プローブ１２、位置センサ１３、位置検出プロセッサ１４、超音波送信ユニット２１、超音波受信ユニット２２、Ｂモード処理部２３、ドプラ処理部２４、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）２５、画像合成部２６、表示部２８、音声出力部２９、記憶媒体３０、ネットワーク回路３１、コントローラ３２、ナビゲーションプロセッサ３３、操作パネル４０を具備している。
【００１３】
超音波プローブ１２は、圧電セラミック等の音響／電気可逆的変換素子としての複数の圧電振動子を有する。これらの圧電振動子は並列され、超音波プローブ１２の先端に装備される。本超音波プローブ１２の構成については、後で詳しく説明する。
【００１４】
位置センサ１３は、超音波プローブ１２の内部に設けられ、又はアタッチメント等にて超音波プローブ１２に固定されており、当該超音波プローブ１２の位置及び姿勢（向き）を特定するための位置情報を検出する。この位置センサ１３には、例えば磁場等によって位置を検出するセンサであり、超音波プローブ１２の少なくとも二点の位置情報を取得するために、少なくとも二個以上設置される。位置センサ１３によって検出された位置情報は、位置検出プロセッサ１４へ随時送信される。
【００１５】
位置検出プロセッサ１４は、位置センサ１３が検出した位置情報に基づいて、超音波プローブ１２の位置及び姿勢を特定する。具体的には、位置検出プロセッサ１４は、例えば以下の様にして超音波プローブ１２の位置及び姿勢を特定する。
【００１６】
図２は、位置センサ１３及び位置検出プロセッサ１４による超音波プローブ１２の位置及び姿勢の特定手法を説明するための図である。同図に示す様に、超音波プローブ１２の内部の二箇所に、位置センサ１３ａと位置センサ１３ｂとが設けられている。各センサ１３ａ、１３ｂは、点Ｐ１と点Ｐ２との二点の位置を検出する。この点Ｐ１と点Ｐ２の位置情報は、位置検出プロセッサ１４に随時送信される。位置検出プロセッサ１４は、例えば点Ｐ１又は点Ｐ２の位置により超音波プローブ１２の位置を検出し、点Ｐ１と点Ｐ２との関係により超音波プローブ１２の姿勢（向き）を検出する。
【００１７】
また、位置センサ１３ａの中心と位置センサ１３ｂの中心は、超音波プローブ１２の中心軸（超音波照射方向に沿った方向の軸）に沿っていない形態にて設置されている。位置検出プロセッサ１４は、位置センサ１３ａの中心と位置センサ１３ｂの中心とを結ぶ直線と超音波プローブ１２の中心軸とのなす角度から、上記中心軸中心に当該超音波プローブ１２がどれくらい回転しているかを特定する。
【００１８】
超音波送信ユニット２１は、図示しないが、トリガ発生器、遅延回路およびパルサ回路からなり、パルス状の超音波を生成して超音波プローブ１２の振動素子に送ることで収束超音波パルスを生成する。被検体内の組織で散乱したエコー信号は再び超音波プローブ１２で受信される。
【００１９】
超音波プローブ１２から素子毎に出力されるエコー信号は、超音波受信ユニット２２に取り込まれる。ここでエコー信号は、図示しないが、チャンネル毎にプリアンプで増幅され、Ａ／Ｄ変換後に受信遅延回路により受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、加算器で加算される。この加算により受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。この送信指向性と受信指向性とにより、エコー信号強度データが形成される。
【００２０】
超音波受信ユニット２２からの出力は、Ｂモード処理部２３に送られる。ここでエコー信号対数増幅、包絡線検波処理などが施され、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータとなる。ドプラ処理部２４は、エコー信号から速度情報を周波数解析し、解析結果をＤＳＣ２５に送る。
【００２１】
ＤＳＣ２５では、超音波スキャンの走査線信号列から、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換される。
【００２２】
画像合成部２６は、ＤＳＣ２５から出力されるリアルタイム画像、種々の設定パラメータの文字情報や目盛、または後述する他のモダリティの画像等を含むナビゲーション画像を合成し、ビデオ信号として表示部２８に出力する。
【００２３】
表示部２８は、超音波画像、後述するナビゲーション画像を表示する他、種々の解析プログラムを実行する際のコンソールウィンドウとしても機能するＣＲＴ等である。
【００２４】
音声出力部２９は、後述するナビゲーション実行時における各種ナビゲーション情報を音声にて操作者に提供する。
【００２５】
記憶媒体３０は、予め定義された診断解析プログラム、本装置１０又は他の装置にて収集された超音波画像、Ｘ線ＣＴ画像等の他のモダリティによる診断画像、及び超音波プローブ位置情報を患者毎に記憶する。また、後述するナビゲーションシステムに関する種々のソフトウェアプログラム、音声・画像などのライブラリが保管されている。この記憶媒体３０には、例えばＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ、ＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等のその他のＩＣメモリ、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体記憶装置等が使用できる。また、記憶媒体３０に格納されたデータは、ネットワーク回路３１を経由して外部周辺装置ヘ有線あるいは無線ネットワーク転送することも可能となっている。
【００２６】
ネットワーク回路３１は、病院内ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット等のネットワークを介して、他の装置と各種データの送受信を行う。
【００２７】
コントローラ３２は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する制御手段である。
【００２８】
ナビゲーションプロセッサ３３は、所定のプログラムに従って、ナビゲーションのための画像表示又は音声出力等に関する処理を行う。
【００２９】
操作パネル４０は、この装置１０に接続されかつオペレータからの指示情報を入力するための装置であり、診断装置の制御や様々な画質条件設定を行うことが可能な、ボタン、キーボード、マウス、トラックボール、ＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ　Ｃｏｍｍａｎｄ　Ｓｃｒｅｅｎ）等である。操作者は、この操作パネル４０から、後述するナビゲーションシステムの開始・終了指示や、リファレンス画像の取り込み指示等を入力する。
【００３０】
（ナビゲーションシステム）
次に、本超音波診断装置１０によって提供されるナビゲーションシステムについて説明する。ナビゲーションシステムとは、例えば経験の浅い技師等や患者自身であっても、当該超音波診断装置を容易に操作できるようなナビゲーション情報を、ユーザーフレンドリーな形態にて提供するものである。ナビゲーション情報は、例えば豊富な経験を持つ技師等の作業を参考に、予め取得される。以下、超音波プローブ１２の位置制御に関するナビゲーションを行う場合を例に、豊富な経験を持つ技師等の超音波画像取得に関するナビゲーション情報の取得、当該ナビゲーション情報の提供について、図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００３１】
図３は、豊富な経験を持つ技師等が、ナビゲーション情報として使用されるリファレンス画像を取得する場合の処理の流れを示したフローチャートである。まず、技師等は、リアルタイムで表示部２８に表示される超音波画像を見ながら、例えば心臓の長軸断層像を適切に取得するための超音波プローブ１２の位置を決定する（ステップＳ１）。このとき、表示部２８には、リアルタイムで取得される超音波画像と、現在の超音波プローブ１２の位置情報とが表示される。
【００３２】
図４は、現在取得している超音波画像と、現在の超音波プローブ１２の位置とを表示した表示部２８の表示画面を示した図である。技師等は、同図に示すような超音波画像及び位置情報を観察しながら、所望の画像を取得するための超音波プローブ１２の位置合わせを行う。
【００３３】
操作者は、例えば心臓検査の場合は長軸断層像が表示されるように超音波プローブ１２の位置合わせを行い、超音波プローブ１２の位置が決まった時に操作パネルのリファレンス保存ボタンを押す。ナビゲーションプロセッサ３３は、リファレンス保存ボタンが押されると、この時得られた超音波画像をリファレンス画像として記憶媒体３０に記憶する（ステップＳ２）。このとき、位置センサ１３からの位置情報に基づいて位置検出プロセッサ１４が検出した当該超音波プローブ１２の位置情報及び収集した順番も、当該リファレンス画像に対応付けて記憶される。これにより、当該患者のリファレンス画像と超音波プローブ１２との位置関係を記憶したことになる。　続いて、さらに他のリファレンス画像、例えば超音波プローブ１２の位置を変更した他のリファレンス画像を必要とする場合には取得する場合には、ステップＳ１及びステップＳ２の処理が繰り返し実行され、他のリファレンス画像を必要としない場合には、リファレンス画像の取得を終了する。この時収集された複数のリファレンス画像は互いに関連付けられて１つのナビゲーション情報として記憶される。
【００３４】
次に、例えば経験の浅い技師等が診断する場合に、上記ナビゲーション情報に従って実行されるナビゲーションシステムについて説明する。なお、超音波診断においては、超音波プローブ１２を適宜移動させ、複数の異なる断面画像を取得するのが一般的である。従って、上記ナビゲーション情報としてのリファレンス画像は複数存在するものとし、当該情報としてのリファレンス画像のそれぞれを参照しながら、複数の診断画像を取得する場合のナビゲーションについて以下説明を行う。
【００３５】
図５は、本ナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートである。図５において、まず、操作パネル４０からナビゲーションシステムの実行指示、使用するナビゲーション情報の選択指示等が入力されると、ナビゲーションプロセッサ３３は、記憶媒体３０から選択されたナビゲーション情報を読み出し、一枚目のリファレンス画像を表示部２８に表示する（ステップＳ４）。
【００３６】
図６は、表示部２８におけるリファレンス画像の表示形態を示した図である。図６に示すように、リファレンス画像４２は、リアルタイム表示されている超音波画像４１及び現在の超音波プローブ１２の位置情報４４とともに表示される。先ず、表示部２８は１つのナビゲーション情報として関連付けられている複数のリファレンス画像の内で収集順番が１のリファレンス画像を表示部２８に表示する。
【００３７】
操作者（この場合、経験の浅い技師等）は表示部２８に表示された超音波画像とリファレンス画像を参照しながら、このリファレンス画像と同じ超音波画像が得られる位置に超音波プローブ１２の位置を合わせる（ステップＳ５）。
【００３８】
決定された超音波プローブ位置において、リファレンス画像参照ボタンを押すことで、表示されたリファレンス画像４２と現在の超音波プローブ位置によって取得され表示されている診断画像とが、一致しているか否か判別される（ステップＳ６）。この判別は、ナビゲーションプロセッサ３３において、例えば画像処理や画像認識等によって両画像の類似度を求め、類似度が所定の値より高い場合は一致と判定する。尚、このような判定は行わずに、リファレンス画像参照ボタンが押された時点で次ステップのリセット動作を行うようにしても良い。
【００３９】
診断画像とリファレンス画像とが一致すると判別された場合には、所定の操作に応じて又は自動的に、位置センサ１３の検出値がリセットされる（ステップＳ７）。すなわち、診断画像とリファレンス画像とが一致すると判別された場合には、位置センサ１３をリセットすることにより、図６に示した超音波超音波プローブ１２の位置情報４４は全て「０」になり、リファレンス画像と現在収集している超音波画像との基準位置合わせが行われたことになる。従って、当該リセット以後の位置情報４４は、このリファレンス画像からのずれを示すこととなる。その結果、操作者は、この位置情報４４によって望ましい超音波プローブ１２の配置位置（すなわち、リファレンス画像についての超音波プローブ位置）から、自身が操作する超音波プローブ１２の位置がどれだけずれているかを定量的に把握することができる。一方、診断画像とリファレンス画像とが一致しないと判別された場合には、一致するまで超音波プローブ１２の位置決めを実行する。　超音波プローブ１２の位置が決まると、所定の操作に応じて画像が取り込まれ、記憶媒体３０に記憶される（ステップＳ８）。このとき、位置センサ１３からの位置情報に基づいて位置検出プロセッサ１４が検出した当該超音波プローブ１２の位置情報も、当該リファレンス画像に対応付けて記憶される。
【００４０】
続いて、次の診断画像の取得に移行する。このとき、ナビゲーションプロセッサ３３は、ナビゲーション情報に基づいて、次の診断画像取得のためのリファレンス画像と、超音波プローブをどのように動かすべきかを表した操作支援情報を表示する（ステップＳ９）。
【００４１】
図７は表示部２８の表示例であり、操作支援情報として超音波プローブ移動情報４６を表示している。超音波プローブ移動情報４６は、現在の超音波プローブ１２の位置と、リファレンス画像を収集するための超音波プローブ１２の位置関係を表した図である。
【００４２】
図７に示す超音波プローブ移動情報４６は、現在ある超音波プローブ１２の位置を実線にて、移動すべき超音波プローブ１２の位置を点線にて表している。この超音波プローブ移動情報により、経験の浅い技師等であっても、次に移動すべき超音波プローブ１２の位置を容易に把握することができる。なお、移動すべき超音波プローブ１２の位置は、音声出力部２９から音声によって提供する構成であってもよい。音声による出力の場合は、リファレンス画像が得られる位置に超音波プローブ１２を移動させるため、プローブを平行移動する方向、プローブを傾ける方向、プローブを捻る方向を音声で出力する。
【００４３】
続いて、操作者は、当該超音波プローブ移動情報に基づいて位置決めを行い（ステップＳ１０）、参照するリファレンス画像４２と現在の超音波プローブ位置によって取得され表示されている診断画像とが、一致しているか否かが判別される（ステップＳ１１）。一致していないと判断された場合には、一致するまで超音波プローブ１２の位置決めを実行し、一方、一致すると判断された場合には、所定の操作に応じて画像が取り込まれ、記憶媒体３０に記憶される（ステップＳ１２）。
【００４４】
続いて、他の診断画像を取得する場合には、ステップＳ９〜ステップＳ１２までの処理が再び繰り返される。一方、準備されたリファレンス画像分の診断画像の撮影を終えると、当該ナビゲーションシステムの動作を終了する（ステップＳ１３）。
【００４５】
なお、当該ナビゲーションシステムにおいては、必ずしも準備された全てのリファレンス画像分の診断画像を撮影する必要はなく、また、捜査中に所定のリファレンス画像をスキップすることも可能である。
【００４６】
以上述べた構成によれば、参照すべき超音波画像及び超音波プローブ１２の配置位置が、ナビゲーション情報として提供される。操作者は、このナビゲーション情報を参照しながら、例えばナビゲーション情報としてのリファレンス画像と現在撮影している超音波画像との差等を把握しながら、診断画像を撮影することができる。従って、経験の浅い技師や患者自身が画像を撮影する場合であっても、診断部位に関する適切な診断画像を取得することができる。
【００４７】
また、本ナビゲーションシステムによれば、現在取得している超音波画像及び現在の超音波プローブ１２の位置と、リファレンス画像等とを同時に表示する形態にて提供されるから、操作者は現在の画像、超音波プローブ位置とリファレンス画像等との対応を容易に把握することができる。また、次の診断画像を取得するために移動すべき超音波プローブ位置が指示されるから、経験の浅い技師や患者自身が画像を撮影する場合であっても、迅速に処理を進めることが出来る。
【００４８】
さらに、ナビゲーション情報は、ネットワーク回路３１によりネットワークを介して基幹病院等から受信することができる。従って、例えば遠隔地や患者自宅等においても、ナビゲーション情報に従って超音波画像を撮影することができる。当該患者は、ナビゲーション情報に従って適切に撮影された超音波画像を基幹病院等に転送することで、好適な診断画像にて質の高い診断を受けることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
第２の実施形態は、異なるモダリティ（Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴診断装置、核医学診断装置等）にて取得された画像、例えば三次元的Ｘ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像等をナビゲーション情報として使用する例である。
【００５０】
図８は、第２の実施形態に係るナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートであり、ナビゲーション情報の生成を行う場合の処理の流れを表している。図８において、まず、他のモダリティ、例えばＸ線ＣＴ装置によって診断画像が収集され、ボリュームデータが生成される（ステップＳ２１）。
【００５１】
次に、このボリュームデータ中に基準断面を設定する（ステップＳ２２）。例えば、ＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ　ｐｌａｎｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）等の手法により、ボリュームデータから断面画像を生成し表示する。操作者は、この断面画像の位置を移動させ、所望の位置に基準となる断面画像（以下、「基準断面」と称する）を設定する。なお、当該基準断面像は、超音波画像と同じ形状、例えば扇状の形状となるのが好ましい。この形状の対応は、所定の座標変換により実現することができる。
【００５２】
次に、上記基準断面と超音波画像との対応付け（位置合わせ）を行う（ステップＳ２３）。具体的には、超音波プローブ１２を動かし、上記基準断面と同じ位置に超音波画像が表示されるようにする。一致したと思われる位置において、リセット等の所定の操作により上記基準断面と超音波画像との対応付け（位置合わせ）を行う。当該対応付けの後は、超音波画像とＭＰＲ画像とは、超音波プローブ１２の動きに連動して移動することになる。
【００５３】
なお、上記対応付けは、より精度の高い対応を取るため、画像認識や画像処理等によって両画像の類似度を求め、類似度が閾値以上である場合にのみ可能とする構成であってもよい。
【００５４】
次に、超音波プローブ１２の位置決めを行う（ステップＳ２４）。すなわち、超音波プローブ１２の位置に対応した超音波画像及びＭＰＲ画像が生成され、当該超音波プローブ１２の動きに連動した超音波画像及びＭＰＲ画像が表示される。操作者は、連動する両画像を参照しながら、リファレンス画像を取得するための位置決めを行うことができる。
【００５５】
次に、決定された超音波プローブ位置において操作パネルのリファレンス保存ボタンを押すことで、リファレンス画像としてのＭＰＲ画像を取得する（ステップＳ２５）。ナビゲーションプロセッサ３３は、リファレンス保存ボタンが押されると、この時得られたＭＰＲ像をリファレンス画像として記憶媒体３０に記憶する。このとき、位置センサ１３からの位置情報に基づいて位置検出プロセッサ１４が検出した当該超音波プローブ１２の位置情報、ＭＰＲ画像の位置情報及び収集した順番を、当該リファレンス画像に対応付けて記憶される。これにより、当該患者のリファレンス画像と超音波プローブ１２との位置関係を記憶したことになる。なお、このとき、同時に超音波画像もサブリファレンス画像として記憶する構成であってもよい。
【００５６】
続いて、さらに他のリファレンス画像、例えば超音波プローブ１２の位置を変更した他のリファレンス画像を必要とする場合には取得する場合には、ステップＳ２４及びステップＳ２５の処理が繰り返し実行され、他のリファレンス画像を必要としない場合には、リファレンス画像の取得を終了する。この時収集された複数のリファレンス画像は、互いに関連付けられて１つのナビゲーション情報として記憶される。
【００５７】
こうして得られたナビゲーション情報による診断画像は、第１の実施形態と同様の手順にて取得することができる（図５参照）。
【００５８】
この様な構成によれば、他のモダリティにて取得された画像をナビゲーション情報として使用でき、第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。また、本実施形態においては、ＣＴ画像と超音波が像とを同時に観察しながら超音波プローブの位置決めができるので、より質の高いリファレンス画像を取得することができる。さらに、ＣＴ画像のリファレンス画像、超音波画像のリファレンス画像を同時に取得することができるから、リファレンス画像生成における作業負担を軽減させることができる。
【００５９】
（第３実施形態）
第３の実施形態は、異なるモダリティ（Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴診断装置、核医学診断装置等）にて取得された画像、例えば三次元的Ｘ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像等をナビゲーション情報として使用する他の例である。
【００６０】
すなわち、第２の実施形態では、超音波プローブと連動する超音波画像及びＣＴ画像を参照して、リファレンス画像としてのＣＴ画像を取得する構成であった。これに対し、本実施形態では、ＣＴ画像のみを参照しながらリファレンス画像としてのＣＴ画像を取得する。
【００６１】
図９は、第３の実施形態に係るナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートであり、ナビゲーション情報の生成を行う場合の処理の流れを表している。図９において、まず、他のモダリティ、例えばＸ線ＣＴ装置によって診断画像が収集され、ボリュームデータが生成される（ステップＳ３１）
次に、生成したボリュームデータの位置情報に基づいて、操作者によってマニュアル設定された基準画像から、例えば所定のスライス幅や角度間隔にて設定されるリファレンス画像としての断面像（例えば、ＭＰＲ像）を、三次元位置計算により自動的に設定する（ステップＳ３２）。設定された断面像、及びその位置情報は、記憶媒体３０に記憶される（ステップＳ３３）。このリファレンス画像とその位置情報の取得は、必要な分だけ繰り返される（ステップＳ３４）。なお、上記リファレンス画像としての断面像、及びその位置情報の取得は、操作者がマニュアル操作にて設定する構成であってもよい。
【００６２】
こうして得られたナビゲーション情報による診断画像は、第１の実施形態と同様の手順にて取得することができる（図５参照）。
【００６３】
この様な構成によれば、他のモダリティにて取得された画像をナビゲーション情報として使用でき、第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
【００６４】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば以下に示す（１）、（２）のように、その要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
【００６５】
（１）上記各実施形態においては、実際の被検体から取得された診断画像をナビゲーション情報として使用した。しかし、これに限らず、例えば予め作成されたアニメーション画像をナビゲーション情報として使用する構成であってもよい。
【００６６】
（２）上記各実施形態においては、画像表示又は音声にて適切な超音波プローブの配置位置を提供する構成であった。しかし、適切な超音波プローブの配置位置の提供形態は、これに限定する趣旨ではない。例えば、超音波プローブ１２自体に液晶や発光ダイオード等の表示装置を設け、位置検出プロセッサ１４からの情報に基づいて、当該表示装置に移動方向や移動量を表示する構成であってもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、専門外若しくは経験の浅い医師や技師等であっても、容易かつ適切に操作することができる超音波診断装置、超音波プローブ、及び超音波診断におけるナビゲーション情報提供方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０の概略構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、位置センサ１３及び位置検出プロセッサ１４による超音波プローブ１２の位置及び姿勢の特定手法を説明するための図である。
【図３】図３は、豊富な経験を持つ技師等が、ナビゲーション情報として使用されるリファレンス画像を取得する場合の処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】図４は、現在取得している超音波画像と、現在の超音波プローブ１２の位置とを表示した表示部２８の表示画面を示した図である。
【図５】図５は、本ナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、表示部２８におけるリファレンス画像の表示形態を示した図である。
【図７】図７は、表示部２８に表示された、現在ある超音波プローブ１２の位置から移動すべき超音波プローブ１２の位置を表示した超音波プローブ移動情報４６を示した図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、第３の実施形態に係るナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…超音波診断装置
１２…超音波プローブ
１３…位置センサ
１４…位置検出プロセッサ
２１…超音波送信ユニット
２２…超音波ユニット
２２…超音波受信ユニット
２３…Ｂモード処理部
２５…ＤＳＣ
２６…画像合成部
２８…表示部
２９…音声出力部
３０…記憶媒体
３１…ネットワーク回路
３２…コントローラ
３３…ナビゲーションプロセッサ
４０…操作パネル
４１…超音波画像
４２…リファレンス画像
４４…位置情報
４６…超音波プローブ移動情報
４６…移動情報[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe, and a method for providing navigation information in ultrasonic diagnosis, for example, used for medical treatment and the like.
[0002]
[Prior art]
An ultrasonic image diagnostic apparatus displays a tomographic image of a tissue by a noninvasive inspection method using ultrasonic waves. This ultrasonic diagnostic imaging apparatus is highly practical even in a clinical setting. For example, the heartbeat and the movement of the fetus can be obtained in a real-time display by a simple operation of simply applying an ultrasonic probe from the body surface. . In addition, since X-rays and the like are not used, the inspection can be performed repeatedly without fear of exposure. Furthermore, the size of the system is smaller than other diagnostic equipment such as X-ray, CT, and MRI, and it is possible to move to the bedside for inspection, and a more compact ultrasonic diagnostic apparatus has been developed. .
[0003]
By the way, generally, the operation of medical equipment requires advanced technology and knowledge. Therefore, medical equipment is often operated only by a specific specialist doctor or technician. However, due to recent technological advances, medical devices are becoming operable even by non-specialized or inexperienced doctors and technicians. Further, from the above-described characteristics of the ultrasonic diagnostic apparatus, it is conceivable that the patient will operate the ultrasonic diagnostic apparatus by himself in telemedicine or home medical care in the future.
[0004]
However, in order to capture a suitable diagnostic image with a conventional ultrasonic device, it is necessary to have a capability of reading an ultrasonic image, an anatomical grasping power, and the like. Therefore, the operation is not easy for non-specialized or inexperienced doctors, technicians, patients, and the like, and it is not possible to capture a suitable diagnostic image.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be easily and appropriately operated by an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe, and an ultrasonic wave even by a non-specialized or inexperienced doctor or technician. It is intended to provide a navigation information providing method in diagnosis.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means to achieve the above object.
[0007]
A first aspect of the present invention is an ultrasonic probe that transmits an ultrasonic wave to a subject and receives a reflected wave from the subject, a position detecting unit that detects position information of the ultrasonic probe, Based on the received reflected wave, an image generation unit that generates an ultrasonic image, a storage unit that stores a plurality of reference position information in the reference image and the reference image as navigation information, and the ultrasonic image and the reference image. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for displaying simultaneously; and information providing means for providing operation support information based on the position information and the reference position information.
[0008]
A second aspect of the present invention is an ultrasonic probe connected to an ultrasonic diagnostic apparatus, for transmitting an ultrasonic wave to a subject and receiving a reflected wave from the subject, wherein the ultrasonic probe The ultrasonic probe according to claim 1, further comprising display means for displaying a moving direction or a moving position of the ultrasonic probe for acquiring a desired ultrasonic image under the control of the ultrasonic probe.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, a step of scanning an inside of a subject with an ultrasonic wave to generate an ultrasonic image, a step of detecting a position of the ultrasonic probe, the ultrasonic image, and the ultrasonic image Simultaneously displaying the position information of the ultrasonic probe at the time of the scanning for generating an ultrasonic image, and, when capturing an ultrasonic image, a reference image referred to when capturing an ultrasonic image and the reference. Performing navigation related to position control of the ultrasonic probe based on navigation information including position reference information of the ultrasonic probe associated with an image, and position information detected by the position detecting unit. This is a navigation information providing method in ultrasonic diagnosis.
[0010]
According to such a configuration, a non-specialized or inexperienced doctor or technician can easily and appropriately operate an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe, and a navigation information providing method in ultrasonic diagnosis. Can be realized.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be made only when necessary.
[0012]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 10 includes an ultrasonic probe 12, a position sensor 13, a position detection processor 14, an ultrasonic transmission unit 21, an ultrasonic reception unit 22, a B-mode processing unit 23, and a Doppler processing unit 24. , A DSC (digital scan converter) 25, an image synthesizing unit 26, a display unit 28, an audio output unit 29, a storage medium 30, a network circuit 31, a controller 32, a navigation processor 33, and an operation panel 40.
[0013]
The ultrasonic probe 12 has a plurality of piezoelectric vibrators as acoustic / electric reversible conversion elements such as piezoelectric ceramics. These piezoelectric vibrators are arranged in parallel and mounted on the tip of the ultrasonic probe 12. The configuration of the ultrasonic probe 12 will be described later in detail.
[0014]
The position sensor 13 is provided inside the ultrasonic probe 12 or is fixed to the ultrasonic probe 12 with an attachment or the like, and outputs position information for specifying the position and orientation (direction) of the ultrasonic probe 12. To detect. The position sensor 13 is, for example, a sensor that detects a position using a magnetic field or the like, and is provided with at least two or more position sensors in order to acquire position information of at least two points of the ultrasonic probe 12. The position information detected by the position sensor 13 is transmitted to the position detection processor 14 as needed.
[0015]
The position detection processor 14 specifies the position and orientation of the ultrasonic probe 12 based on the position information detected by the position sensor 13. Specifically, the position detection processor 14 specifies the position and the posture of the ultrasonic probe 12 as described below, for example.
[0016]
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of specifying the position and orientation of the ultrasonic probe 12 by the position sensor 13 and the position detection processor 14. As shown in the figure, a position sensor 13a and a position sensor 13b are provided at two places inside the ultrasonic probe 12. Each of the sensors 13a and 13b detects the position of two points P1 and P2. The position information of the points P1 and P2 is transmitted to the position detection processor 14 as needed. The position detection processor 14 detects the position of the ultrasonic probe 12 based on, for example, the position of the point P1 or the point P2, and detects the attitude (direction) of the ultrasonic probe 12 based on the relationship between the points P1 and P2.
[0017]
The center of the position sensor 13a and the center of the position sensor 13b are installed so as not to be along the center axis of the ultrasonic probe 12 (the axis in the direction along the ultrasonic irradiation direction). The position detection processor 14 determines how much the ultrasonic probe 12 rotates about the center axis from the angle formed between the center axis of the ultrasonic probe 12 and the straight line connecting the center of the position sensor 13a and the center of the position sensor 13b. To identify
[0018]
Although not shown, the ultrasonic transmission unit 21 includes a trigger generator, a delay circuit, and a pulser circuit, and generates a converged ultrasonic pulse by generating a pulsed ultrasonic wave and sending it to the vibration element of the ultrasonic probe 12. . The echo signal scattered by the tissue in the subject is received by the ultrasonic probe 12 again.
[0019]
An echo signal output from the ultrasonic probe 12 for each element is captured by the ultrasonic receiving unit 22. Here, although not shown, the echo signal is amplified by a preamplifier for each channel, given a delay time necessary for determining a reception directivity by a reception delay circuit after A / D conversion, and added by an adder. By this addition, a reflection component from a direction corresponding to the reception directivity is emphasized. Echo signal intensity data is formed by the transmission directivity and the reception directivity.
[0020]
The output from the ultrasonic receiving unit 22 is sent to the B-mode processing unit 23. Here, logarithmic amplification of the echo signal, envelope detection processing, and the like are performed, and the signal intensity becomes data expressed by brightness. The Doppler processing unit 24 frequency-analyzes the speed information from the echo signal, and sends the analysis result to the DSC 25.
[0021]
In the DSC 25, a scanning line signal sequence of an ultrasonic scan is converted into a scanning line signal sequence of a general video format represented by a television or the like.
[0022]
The image synthesizing unit 26 synthesizes a real-time image output from the DSC 25, character information and scales of various setting parameters, or a navigation image including an image of another modality described later, and outputs the synthesized image to the display unit 28 as a video signal. .
[0023]
The display unit 28 is a CRT or the like that displays an ultrasonic image and a navigation image, which will be described later, and also functions as a console window when executing various analysis programs.
[0024]
The voice output unit 29 provides the operator with various types of navigation information at the time of performing navigation described below by voice.
[0025]
The storage medium 30 stores a diagnostic analysis program defined in advance, diagnostic images obtained by other modalities such as an ultrasonic image and an X-ray CT image collected by the present apparatus 10 or another apparatus, and ultrasonic probe position information into a patient. Remember every time. In addition, a library of various software programs related to a navigation system, which will be described later, and a sound / image library is stored. As the storage medium 30, for example, other IC memories such as PROM (EPROM, EEPROM, Flash, EPROM), DRAM, SRAM, and SDRAM, an optical disk, a magnetic disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor storage device can be used. Further, the data stored in the storage medium 30 can be transferred to an external peripheral device via a network circuit 31 via a wired or wireless network.
[0026]
The network circuit 31 transmits and receives various data to and from other devices via a network such as a hospital LAN, WAN, or the Internet.
[0027]
The controller 32 has a function as an information processing device (computer), and is a control unit that controls the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus main body.
[0028]
The navigation processor 33 performs processing related to image display or audio output for navigation according to a predetermined program.
[0029]
The operation panel 40 is a device connected to the device 10 and for inputting instruction information from an operator. The operation panel 40 is capable of controlling a diagnostic device and setting various image quality conditions. Ball, TCS (Touch Command Screen) and the like. The operator inputs, from the operation panel 40, a start / end instruction of a navigation system to be described later, an instruction to capture a reference image, and the like.
[0030]
(Navigation system)
Next, a navigation system provided by the ultrasonic diagnostic apparatus 10 will be described. The navigation system provides navigation information in a user-friendly form so that even an inexperienced technician or a patient can easily operate the ultrasonic diagnostic apparatus. The navigation information is acquired in advance with reference to, for example, the work of a technician or the like who has abundant experience. Hereinafter, referring to FIGS. 3 to 5 regarding the acquisition of navigation information related to acquisition of ultrasound images by a technician or the like with a wealth of experience, and the provision of the navigation information, taking as an example the case of performing navigation related to position control of the ultrasound probe 12. It will be explained while doing so.
[0031]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing when a technician or the like with abundant experience acquires a reference image used as navigation information. First, a technician or the like determines a position of the ultrasonic probe 12 for appropriately acquiring, for example, a long-axis tomographic image of the heart while watching an ultrasonic image displayed on the display unit 28 in real time (step S1). At this time, the display unit 28 displays the ultrasonic image acquired in real time and the current position information of the ultrasonic probe 12.
[0032]
FIG. 4 is a diagram showing a display screen of the display unit 28 displaying the currently acquired ultrasonic image and the current position of the ultrasonic probe 12. A technician or the like adjusts the position of the ultrasonic probe 12 for obtaining a desired image while observing the ultrasonic image and the position information as shown in FIG.
[0033]
For example, in the case of cardiac examination, the operator performs positioning of the ultrasonic probe 12 so that a long-axis tomographic image is displayed, and presses a reference save button on the operation panel when the position of the ultrasonic probe 12 is determined. When the reference save button is pressed, the navigation processor 33 stores the obtained ultrasonic image in the storage medium 30 as a reference image (step S2). At this time, the position information of the ultrasonic probe 12 detected by the position detection processor 14 based on the position information from the position sensor 13 and the collection order are also stored in association with the reference image. As a result, the positional relationship between the reference image of the patient and the ultrasonic probe 12 is stored. Subsequently, in a case where another reference image, for example, another reference image in which the position of the ultrasonic probe 12 is changed is obtained when it is necessary, the processes of Step S1 and Step S2 are repeatedly executed, and If the reference image is not required, the acquisition of the reference image ends. The plurality of reference images collected at this time are stored as one piece of navigation information in association with each other.
[0034]
Next, a description will be given of a navigation system that is executed in accordance with the above-mentioned navigation information, for example, when an inexperienced engineer or the like makes a diagnosis. In the ultrasonic diagnosis, it is general that the ultrasonic probe 12 is appropriately moved to acquire a plurality of different cross-sectional images. Therefore, it is assumed that there are a plurality of reference images as the navigation information, and the navigation when acquiring a plurality of diagnostic images will be described below with reference to each of the reference images as the information.
[0035]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the navigation system. In FIG. 5, when an instruction to execute a navigation system, an instruction to select navigation information to be used, and the like are input from the operation panel 40, the navigation processor 33 reads the selected navigation information from the storage medium 30, and Is displayed on the display unit 28 (step S4).
[0036]
FIG. 6 is a diagram showing a display mode of the reference image on the display unit 28. As shown in FIG. 6, the reference image 42 is displayed together with the ultrasonic image 41 displayed in real time and the current position information 44 of the ultrasonic probe 12. First, the display unit 28 displays, on the display unit 28, a reference image whose collection order is 1 among a plurality of reference images associated as one piece of navigation information.
[0037]
The operator (in this case, an inexperienced technician or the like) refers to the ultrasonic image and the reference image displayed on the display unit 28 and moves the ultrasonic probe 12 to a position where the same ultrasonic image as the reference image is obtained. (Step S5).
[0038]
By pressing the reference image reference button at the determined ultrasonic probe position, it is determined whether or not the displayed reference image 42 matches the diagnostic image acquired and displayed based on the current ultrasonic probe position. Is performed (step S6). In this determination, the similarity between the two images is obtained in the navigation processor 33 by, for example, image processing or image recognition, and if the similarity is higher than a predetermined value, it is determined that they match. Note that the reset operation of the next step may be performed when the reference image reference button is pressed without performing such determination.
[0039]
When it is determined that the diagnostic image matches the reference image, the detection value of the position sensor 13 is reset in response to a predetermined operation or automatically (step S7). That is, when it is determined that the diagnostic image and the reference image match, by resetting the position sensor 13, the position information 44 of the ultrasonic probe 12 shown in FIG. This means that reference alignment between the reference image and the currently acquired ultrasonic image has been performed. Therefore, the position information 44 after the reset indicates a deviation from the reference image. As a result, the operator determines from the position information 44 how much the position of the ultrasonic probe 12 operated by the operator deviates from the desired position of the ultrasonic probe 12 (that is, the ultrasonic probe position for the reference image). Can be grasped quantitatively. On the other hand, when it is determined that the diagnostic image and the reference image do not match, the positioning of the ultrasonic probe 12 is performed until the diagnostic image and the reference image match. When the position of the ultrasonic probe 12 is determined, an image is captured according to a predetermined operation and stored in the storage medium 30 (Step S8). At this time, the position information of the ultrasonic probe 12 detected by the position detection processor 14 based on the position information from the position sensor 13 is also stored in association with the reference image.
[0040]
Subsequently, the process proceeds to the acquisition of the next diagnostic image. At this time, the navigation processor 33 displays, based on the navigation information, a reference image for acquiring the next diagnostic image and operation support information indicating how to move the ultrasonic probe (step S9).
[0041]
FIG. 7 shows a display example of the display unit 28, in which ultrasonic probe movement information 46 is displayed as operation support information. The ultrasonic probe movement information 46 is a diagram showing a current position of the ultrasonic probe 12 and a positional relationship of the ultrasonic probe 12 for collecting a reference image.
[0042]
The ultrasonic probe movement information 46 shown in FIG. 7 indicates the current position of the ultrasonic probe 12 by a solid line and the position of the ultrasonic probe 12 to be moved by a dotted line. With this ultrasonic probe movement information, even an inexperienced technician or the like can easily grasp the position of the ultrasonic probe 12 to be moved next. Note that the position of the ultrasonic probe 12 to be moved may be provided by voice from the voice output unit 29. In the case of audio output, in order to move the ultrasonic probe 12 to a position where a reference image can be obtained, a direction in which the probe is translated, a direction in which the probe is tilted, and a direction in which the probe is twisted are output as audio.
[0043]
Subsequently, the operator performs positioning based on the ultrasonic probe movement information (step S10), and the reference image 42 to be referred to matches the diagnostic image acquired and displayed based on the current ultrasonic probe position. It is determined whether or not it is (step S11). When it is determined that they do not match, the positioning of the ultrasonic probe 12 is executed until they match, and when it is determined that they match, an image is captured according to a predetermined operation, and the storage medium 30 (Step S12).
[0044]
Subsequently, when acquiring another diagnostic image, the processing from step S9 to step S12 is repeated again. On the other hand, when the imaging of the diagnostic images for the prepared reference image is finished, the operation of the navigation system is finished (step S13).
[0045]
In the navigation system, it is not always necessary to capture diagnostic images for all prepared reference images, and it is also possible to skip a predetermined reference image during a search.
[0046]
According to the configuration described above, the ultrasonic image to be referred to and the arrangement position of the ultrasonic probe 12 are provided as navigation information. The operator can take a diagnostic image while referring to the navigation information and grasping, for example, a difference between the reference image as the navigation information and the currently taken ultrasonic image. Therefore, even when an inexperienced technician or the patient himself takes an image, it is possible to obtain an appropriate diagnostic image related to a diagnostic site.
[0047]
Further, according to the present navigation system, since the currently acquired ultrasonic image and the current position of the ultrasonic probe 12 and the reference image and the like are provided at the same time, the operator is provided with the current image. In addition, the correspondence between the ultrasonic probe position and the reference image or the like can be easily grasped. In addition, since the position of the ultrasonic probe to be moved to obtain the next diagnostic image is specified, even when an inexperienced technician or the patient himself takes an image, the processing can be promptly performed. .
[0048]
Further, the navigation information can be received from the main hospital or the like via the network by the network circuit 31. Therefore, for example, even at a remote place or a patient's home, an ultrasonic image can be taken according to the navigation information. The patient can receive a high-quality diagnosis with a suitable diagnostic image by transferring an ultrasonic image appropriately captured in accordance with the navigation information to a basic hospital or the like.
[0049]
(2nd Embodiment)
The second embodiment uses images acquired by different modalities (such as an X-ray CT device, a magnetic resonance diagnostic device, and a nuclear medicine diagnostic device), such as a three-dimensional X-ray CT image and an MRI image, as navigation information. This is an example.
[0050]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the navigation system according to the second embodiment, and shows a flow of processing when generating navigation information. In FIG. 8, first, a diagnostic image is collected by another modality, for example, an X-ray CT apparatus, and volume data is generated (step S21).
[0051]
Next, a reference section is set in the volume data (step S22). For example, a cross-sectional image is generated from volume data and displayed by a method such as MPR (multi plane reconstruction). The operator moves the position of the cross-sectional image and sets a reference cross-sectional image (hereinafter, referred to as a “reference cross-section”) at a desired position. Note that the reference cross-sectional image preferably has the same shape as the ultrasonic image, for example, a fan shape. This correspondence of the shape can be realized by a predetermined coordinate transformation.
[0052]
Next, the reference section and the ultrasonic image are associated (positioned) (step S23). Specifically, the ultrasonic probe 12 is moved so that an ultrasonic image is displayed at the same position as the reference section. At the position where it is considered to be coincident, the reference section and the ultrasonic image are associated (positioned) by a predetermined operation such as reset. After the association, the ultrasonic image and the MPR image move in conjunction with the movement of the ultrasonic probe 12.
[0053]
Note that the association may be configured such that the similarity between the two images is obtained by image recognition, image processing, or the like in order to obtain a more accurate association, and is possible only when the similarity is equal to or greater than a threshold. .
[0054]
Next, the ultrasonic probe 12 is positioned (Step S24). That is, an ultrasonic image and an MPR image corresponding to the position of the ultrasonic probe 12 are generated, and the ultrasonic image and the MPR image linked to the movement of the ultrasonic probe 12 are displayed. The operator can perform positioning for acquiring a reference image while referring to both linked images.
[0055]
Next, an MPR image as a reference image is acquired by pressing a reference save button on the operation panel at the determined ultrasonic probe position (step S25). When the reference save button is pressed, the navigation processor 33 stores the MPR image obtained at this time in the storage medium 30 as a reference image. At this time, the position information of the ultrasonic probe 12 detected by the position detection processor 14 based on the position information from the position sensor 13, the position information of the MPR image, and the collection order are stored in association with the reference image. . Thus, the positional relationship between the reference image of the patient and the ultrasonic probe 12 is stored. Note that, at this time, a configuration in which the ultrasonic image is also stored as the sub-reference image at the same time may be adopted.
[0056]
Subsequently, in a case where another reference image, for example, another reference image in which the position of the ultrasonic probe 12 is changed is obtained when it is necessary, the processes of Step S24 and Step S25 are repeatedly executed, and If the reference image is not required, the acquisition of the reference image ends. The plurality of reference images collected at this time are stored as one piece of navigation information in association with each other.
[0057]
The diagnostic image based on the navigation information thus obtained can be obtained in the same procedure as in the first embodiment (see FIG. 5).
[0058]
According to such a configuration, an image acquired by another modality can be used as navigation information, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the ultrasonic probe can be positioned while simultaneously observing the CT image and the ultrasonic image, so that a higher quality reference image can be obtained. Furthermore, since the reference image of the CT image and the reference image of the ultrasonic image can be obtained at the same time, the work load in generating the reference image can be reduced.
[0059]
(Third embodiment)
The third embodiment uses images acquired by different modalities (such as an X-ray CT apparatus, a magnetic resonance diagnostic apparatus, and a nuclear medicine diagnostic apparatus), such as a three-dimensional X-ray CT image and an MRI image, as navigation information. This is another example.
[0060]
That is, in the second embodiment, the configuration is such that a CT image as a reference image is acquired by referring to an ultrasonic image and a CT image that are linked with the ultrasonic probe. On the other hand, in the present embodiment, a CT image as a reference image is acquired while referring to only the CT image.
[0061]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the navigation system according to the third embodiment, and shows a flow of processing when generating navigation information. In FIG. 9, first, a diagnostic image is collected by another modality, for example, an X-ray CT apparatus, and volume data is generated (step S31).
Next, a cross-sectional image (for example, an MPR image) as a reference image set at, for example, a predetermined slice width or an angle interval from a reference image manually set by the operator based on the position information of the generated volume data Is automatically set by three-dimensional position calculation (step S32). The set cross-sectional image and its position information are stored in the storage medium 30 (Step S33). The acquisition of the reference image and its position information is repeated as necessary (step S34). The cross-sectional image as the reference image and the acquisition of the position information may be configured to be manually set by the operator.
[0062]
The diagnostic image based on the navigation information thus obtained can be obtained in the same procedure as in the first embodiment (see FIG. 5).
[0063]
According to such a configuration, an image acquired by another modality can be used as navigation information, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0064]
As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, in the scope of the concept of the present invention, those skilled in the art can come up with various modified examples and modified examples. It is understood that it belongs to the scope of the present invention. For example, as shown in (1) and (2) below, various modifications can be made without changing the gist.
[0065]
(1) In each of the above embodiments, a diagnostic image obtained from an actual subject is used as navigation information. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration may be used in which an animation image created in advance is used as navigation information.
[0066]
(2) In each of the above embodiments, the configuration is such that an appropriate ultrasonic probe placement position is provided by image display or sound. However, the form of providing the appropriate arrangement position of the ultrasonic probe is not limited to this. For example, a configuration may be employed in which a display device such as a liquid crystal or a light emitting diode is provided on the ultrasonic probe 12 itself, and the direction and amount of movement are displayed on the display device based on information from the position detection processor 14.
[0067]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe, and a navigation information providing method in ultrasonic diagnosis that can be easily and appropriately operated even by a non-specialized or inexperienced doctor or technician. realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of specifying the position and orientation of the ultrasonic probe 12 by a position sensor 13 and a position detection processor 14.
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing when a technician or the like with abundant experience acquires a reference image used as navigation information.
FIG. 4 is a diagram showing a display screen of a display unit displaying a currently acquired ultrasonic image and a current position of the ultrasonic probe.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the navigation system.
FIG. 6 is a diagram showing a display mode of a reference image on a display unit 28;
FIG. 7 is a diagram showing ultrasonic probe movement information 46 displayed on the display unit 28 and displaying the position of the ultrasonic probe 12 to be moved from the current position of the ultrasonic probe 12;
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation of the navigation system according to the second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation of the navigation system according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Ultrasonic diagnostic equipment
12 Ultrasonic probe
13 Position sensor
14. Position detection processor
21 ... Ultrasonic transmission unit
22 ... Ultrasonic unit
22 ... Ultrasonic receiving unit
23 B-mode processing unit
25 ... DSC
26 ... Image synthesis unit
28 Display unit
29 ... Audio output unit
30 ... Storage medium
31 Network circuit
32 ... Controller
33 ... Navigation processor
40 ... Operation panel
41 ... Ultrasonic image
42 ... Reference image
44… Location information
46 ... Ultrasonic probe movement information
46 ... Moving information

Claims

An ultrasonic probe that transmits an ultrasonic wave to the subject and receives a reflected wave from the subject,
Position detecting means for detecting position information of the ultrasonic probe,
Image generating means for generating an ultrasonic image based on the received reflected wave,
Storage means for storing a plurality of reference position information as navigation information in the reference image and the reference image,
Means for simultaneously displaying the ultrasound image and the reference image,
Information providing means for providing operation support information based on the position information and the reference position information,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:

2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a unit that generates the navigation information is generated based on the ultrasonic image and the position information when the ultrasonic image is collected.

The reference image is generated from an animation image or a diagnostic image obtained by any of an X-ray CT apparatus, a magnetic resonance diagnostic apparatus, and a nuclear medicine diagnostic apparatus, and is referred to when an ultrasonic image is captured. Image
The position reference information is an animation image or a pseudo ultrasonic image as the reference image, that is, position information of the ultrasonic probe at the time of ultrasonic transmission and reception when it is imagined to be acquired by an ultrasonic diagnostic apparatus,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:

4. The navigation device according to claim 1, wherein the navigation unit has a voice output unit that outputs a voice of a moving direction or a moving amount of the ultrasonic probe based on the position information and the navigation information. An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.

An ultrasonic probe connected to the ultrasonic diagnostic apparatus, transmitting an ultrasonic wave to the subject, and receiving a reflected wave from the subject,
According to the control from the ultrasonic device, comprising a display unit that displays a moving direction or a moving position of the ultrasonic probe for acquiring a desired ultrasonic image,
An ultrasonic probe characterized by the above.

Scanning the inside of the subject with ultrasonic waves to generate an ultrasonic image,
Detecting the position of the ultrasonic probe,
The ultrasonic image and the position information of the ultrasonic probe at the time of the scan for generating the ultrasonic image, simultaneously displaying,
When capturing an ultrasound image, navigation information including a reference image referred to when capturing the ultrasound image and position reference information of an ultrasound probe associated with the reference image, and the position detection unit detects Performing navigation related to position control of the ultrasonic probe, based on
A navigation information providing method in ultrasonic diagnosis, comprising: